Ciclos biogeoquímicosLos elementos más importantes que forman parte de la materia viva están presentes en la atmósfera, hidrosfera y geosfera y son incorporados por los seres vivos a sus tejidos. De esta manera, siguen un ciclo biogeoquímico que tiene una zona abiótica y una zona biótica. La primera suele contener grandes cantidades de elementos biogeoquímicos pero el flujo de los mismos es lento, tienen largos tiempos de residencia. En cambio, el flujo a través de la parte biótica del ciclo es rápido pero hay poca cantidad de tales sustancias formando parte de los seres vivos. Eduardo Gómez La Ecosfera 1 Los diferentes elementos químicos pasan del suelo, el agua o el aire a los organismos y de unos seres vivos a otros, hasta que vuelven, cerrándose el ciclo, al suelo o al agua o al aire. CICLOS BIOGEOQUÍMICOS GASEOSOS atmósfera – océanos SEDIMENTARIOS suelo-rocas-minerales Ciclo del Carbono Atmósfera Biomasa vegetal y animal Detritos/materia orgánica del suelo Eduardo Gómez La Ecosfera 3 . Ciclo del Nitrógeno Eduardo Gómez La Ecosfera 4 . Ciclo del Nitrógeno Nitrógeno Componente esencial de las proteínas y de la atmósfera Estado gaseoso(N2) Debe fijarse para su utilización Acción química de alta energía Biológico Radiación cósmica Relámpagos y rayos Bacterias fijadoras de nitrógeno . Ciclo del fósforo Completamente sedimentario Desconocido en la atmósfera Reservorios en rocas y depósitos naturales de fosfatos Eduardo Gómez La Ecosfera 6 . de la erosión y de la descomposición de la materia orgánica El azufre gaseoso tiene como fuentes la descomposición de la materia orgánica. la emisión de DMS por algas de los océanos y las erupciones volcánicas El Dióxido de azufre(SO2)es un contaminante atmosférico Eduardo Gómez La Ecosfera 7 .Ciclo del azufre El azufre disuelto proviene del desgate de las rocas. Los más usados son: 1. BIOMASA PRODUCCIÓN PRODUCTRIVIDAD TASA DE RENOVACIÓN TIEMPO DE RENOVACIÓN EFICIENCIA ECOLÓGICA Eduardo Gómez La Ecosfera 8 . 2. 3. pueden referirse a cada nivel trófico o al ecosistema completo. 6.Parámetros tróficos Se usan para estudiar la estructura y el funcionamiento de los ecosistemas. 4. 5. fijada como materia orgánica viva o muerta en un nivel trófico. En la Hidrosfera la biomasa vegetal es menor que la animal. También puede expresarse como ENERGÍA POR UNIDAD DE SUPERFICIE O VOLUMEN. en un ecosistema o en la Biosfera. La BIOMASA se suele expresar en PESO SECO de materia orgánica o PESO EN CARBONO ORGÁNICO POR UNIDAD DE SUPERFICIE O VOLUMEN. En la Geosfera la biomasa vegetal es más abundante que la animal. y entre los diferentes puntos varía mucho. teniendo en cuenta que 1 gramo de materia orgánica seca produce aproximadamente 4 Kcal. ( generalmente solar). Eduardo Gómez La Ecosfera 9 .Biomasa Representa la cantidad de Energía. .). residuos alimenticios.. alpechín) o secundario ( estiércol...BIOMASA PRIMARIA: La producida directamente por los productores.BIOMASA SECUNDARIA: La producida por consumidores y descomponedores...Se pueden considerar tres tipos de biomasa: 1.BIOMASA RESIDUAL: La producida como resultado de la acción antrópica. 3. tanto de origen primario ( serrín. Eduardo Gómez La Ecosfera 10 . paja. 2. .Producción Es una medida del flujo de Energía que circula por un ecosistema o por cada nivel trófico.. Se expresa en unidades de biomasa por unidad de tiempo: g de C/ cm2/ día Kcal/ m3/ año .. Es la cantidad de energía acumulada como materia orgánica por unidad de superficie o volumen y por unidad de tiempo. Eduardo Gómez La Ecosfera 11 . en el ecosistema o en el nivel trófico. • • Energía capturada por los productores por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo. Depende de la Energía solar recibida y de una serie de factores que pueden actuar como limitantes. • Energía capturada por el resto de los niveles tróficos por unidad de superficie y volumen en una unidad de tiempo. PRODUCCIÓN SECUNDARIA .Se puede diferenciar entre: PRODUCCIÓN PRIMARIA. Eduardo Gómez La Ecosfera 12 . Se corresponde con el porcentaje de alimento asimilado del total consumido.PRODUCCIÓN BRUTA • • • • Cantidad total de energía capturada por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo. Eduardo Gómez La Ecosfera 13 . Hay PPB (Producción primaria bruta) y PSB (producción secundaria bruta). En los carnívoros es un 40-60 % y en los herbívoros del 10-30 %. Eduardo Gómez La Ecosfera 14 . pero también excreción.PRODUCCIÓN NETA Cantidad de Energía ALMACENADA por unidad de superficie o volumen en una unidad de tiempo y que puede ser potencialmente transferida al siguiente nivel trófico. secreción etc.) PPB – R = PPN PSB – R = PSN En general PB – R = PN Representa un 50 % de la producción bruta.. Se obtiene restando a la Producción bruta la energía consumida en los procesos metabólicos (fundamentalmente la respiración R. En los continentes varía entre los 300 y 350 g de C/ cm2/ año.. las zonas costeras.Los ecosistemas naturales de mayor producción son los arrecifes de coral. Eduardo Gómez La Ecosfera 15 . Los menos productivos son los desiertos y las zonas centrales de los océanos. los estuarios. los bosques ecuatoriales y las zonas húmedas de los continentes. sin embargo tienen una mayor productividad por que su tasa de reproducción es muy alta y se renuevan muy rápidamente. en este caso es al revés y la biomasa es mayor en los herbívoros que en los productores. El plancton por ejemplo tiene una producción menor que los vegetales terrestres. La tasa de renovación es en muchos casos un parámetro mucho mejor que la producción neta para valorar el flujo de energía de un ecosistema. Por este motivo la biomasa que habitualmente es menor a medida que subimos en los escalones de la pirámide trófica. Eduardo Gómez La Ecosfera 16 . e indica la producción de nueva biomasa en cada nivel trófico en relación con la existente.Productividad y tiempo de renovación Es la relación entre la producción y la biomasa. p = P / B La productividad bruta será pB = PB / B La tasa de renovación ( turnover) es la productividad neta pN = r = PN / B La tasa de renovación varía entre 0 y 1. Sin embargo debe reponerse al suelo la materia extraída. • • • • En un cultivo agrícola la tasa de renovación sería próxima a 1. CUANDO UN ECOSISTEMA ES ESTABLE Y MUY ORGANIZADO. el ser humano extrae del ecosistema una gran parte o la totalidad de la biomasa al final de la temporada. PERO SU PRODUCTIVIDAD ES BAJA Y DISMINUYE EL FLUJO DE ENERGÍA: ENTRA MUCHA ENERGÍA PERO SE GASTA PORQUE HAY UNA GRAN CANTIDAD DE BIOMASA. La selva tropical tiene una producción muy alta pero una productividad cercana al 0 En las explotaciones agrícolas.Cuando se empieza a colonizar un territorio la productividad es muy alta. En un pastizal sería entre 0 y 1. En un bosque maduro sería cercana al 0. HAY UNA GRAN CANTIDAD DE BIOMASA Y UNA GRAN BIODIVERSIDAD. el tiempo de permanencia de la biomasa es breve y su productividad es alta. 17 Eduardo Gómez La Ecosfera . Esto disminuye los gastos por respiración y un aumento de la productividad. Un pastizal tiene una estructura muy simple. a medida que el territorio se va colonizando y se alcanza la estabilidad la biomasa alcanza un valor máximo y la productividad es mínima. En un encinar hay también un estrato herbáceo Eduardo Gómez La Ecosfera 18 . Son de gran tamaño. estructura y morfología compleja. y con una tasa de reproducción alta. en renovar su biomasa. y una tasa de reproducción muy baja. de estructura y morfología simple. En un lago suele haber fitoplancton y algas más lentas. Especies rápidas. Fitoplancton 2. Los productores pueden presentas dos estrategias en relación a su tr: 1. tr = B / PN Es una medida del tiempo de permanencia de los elementos químicos dentro de las estructuras biológicas del ecosistema. Bosques de encinas. Especies lentas. o un ecosistema completo. Son pequeños. En los ecosistemas suelen estar presentes ambos tipos para asegurar un aporte energético suficiente al ecosistema.Tiempo de renovación Es el tiempo que tarda un nivel trófico. También se puede medir la relación PN/PB. es decir. Así se calculan las pérdidas por respiración. se pierde o se acumula en cada nivel trófico o en un ecosistema completo..Eficiencia biológica Mide el rendimiento energético de un nivel trófico o de un ecosistema completo. Eduardo Gómez La Ecosfera 19 .. Nos indica cuanta energía entra. En vegetales terrestres el 50% CONSUMIDORES: Se suele usar la relación: PN/alimento ingerido o Engorde/ alimento ingerido. la capacidad de incorporar materia orgánica a sus tejidos. Se calcula mediante entradas y salidas: PRODUCTORES: Se puede medir la PPB mediante: energía asimilada/ energía solar incidente Los valores son muy bajos entre el 1 y 3 %. excreción.. En el fitoplancton supone del 10 al 40 %. Así se aprovecha más energía que entra en el ecosistemas y se puede alimentar a mayor cantidad de individuos. especialmente los INSUMOS: costes de: combustibles de las máquinas. siempre que se contabilicen correctamente las entradas y salidas del sistema. administración. La eficiencia puede mejorarse en la producción de alimentos acortando las cadenas tróficas.Las medidas de eficiencia son interesantes para valorar los ecosistemas explotados por el ser humano. vacunación. Eduardo Gómez La Ecosfera 20 . gastos en semillas especiales. Se suelen usar tres tipos de pirámides: 1. ya que es difícil de cuantificar.Pirámides ecológicas Son esquemas que se utilizan para representar cuantitativamente las relaciones tróficas entre los distintos niveles de un ecosistema. 2. Pirámides de biomasa 3. Eduardo Gómez La Ecosfera 21 . El nivel DESCOMPONEDORES no se suele representar. Pirámides de energía. de manera que el área representada es proporcional al valor del parámetro que se mide. Pirámides de números. Se utilizan barras superpuestas que suelen tener una altura constante y una longitud proporcional al parámetro elegido. expresada en: peso seco de materia orgánica / unidad de superficie o volumen o su equivalente en: energía/ unidad de superficie o volumen. Estas pirámides se refieren a periodos de tiempo corto por lo que no informan sobre la cantidad de materia producida a lo largo del tiempo o de su velocidad de producción.PIRÁMIDES DE BIOMASA Indican la biomasa acumulada en cada nivel trófico. Eduardo Gómez La Ecosfera 22 . como en algunos ecosistemas marinos.Esto puede inducir a que en algunos momentos se observen PIRÁMIDES INVERTIDAS debido a que los datos se toman en un momento determinado. Proporciona información sobre LA CANTIDAD DE MATERIA ORGÁNICA PRESENTE EN CADA NIVEL TRÓFICO y sobre LA COMPOSICIÓN Y FUNCIONAMIENTO DEL ECOSISTEMA. Eduardo Gómez La Ecosfera 23 . por ejemplo cuando los datos se toman en el momento de mayor consumo por parte de los herbívoros. ( saltamontes y vacas). En el caso de que incluyan parásitos puede dar una forma INVERTIDA. La información que proporcionan NO ES UTIL SI SE QUIEREN COMPARAR DOS ECOSISTEMAS ya que considera igual a organismos muy diferentes. Eduardo Gómez La Ecosfera 24 .PIRÁMIDES DE NÚMEROS Expresan el nº concreto de individuos de cada nivel trófico por unidad de superficie o volumen. es decir la producción neta de cada nivel.PIRÁMIDES DE ENERGÍA Expresa el contenido energético que cada nivel trófico pone a disposición del nivel superior. Unidad de Tiempo Siempre tendrá forma decreciente hacia arriba por la Ley del 10% Proporciona información sobre el FLUJO ENERGÉTICO Eduardo Gómez La Ecosfera 25 . Las unidades se suelen expresar en: Energía (Kcal o Kjul) / unidad de superficie. También se llaman PIRÁMIDES DE PRODUCCIÓN.